JP2006044088A - ラインヘッドとその製造方法、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＳＬアレイの周期的な光量ムラをうち消す技術を提供するとともに、このラインヘッドを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 レンズ素子を配列してなるレンズアレイを介して被露光部に光を照射し、露光するようにしたラインヘッド１である。発光をなす機能層を有し、機能層からレンズアレイに向けて光を出射するようにしたＥＬ素子３を、基板２上に複数配列して発光素子列３Ａを形成してなる。発光素子列３Ａは、レンズアレイの光量むらを補正するよう、レンズアレイの導く光量が少ない部位に対応するＥＬ素子３についてはその機能層の発光面積２５ａが大となり、レンズアレイの導く光量が多い部位に対応するＥＬ素子３についてはその機能層の発光面積２５ａが小となるように、各ＥＬ素子３の発光面積２５ａを変えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置において露光手段として用いられるラインヘッドとその製造方法、及びこのラインヘッドを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用したプリンタとして、ラインプリンタ（画像形成装置）が知られている。このラインプリンタは、被露光部となる感光体ドラムの周面上に、帯電器、ライン状のプリンタヘッド（ラインヘッド）、現像器、転写器などの装置を近接配置したものである。すなわち、帯電器によって帯電された感光体ドラムの周面上に、プリンタヘッドに設けられた発光素子の選択的な発光動作で露光を行なうことにより、静電潜像を形成し、この潜像を現像器から供給されるトナーで現像して、そのトナー像を転写器で用紙に転写するようにしたものである。

ところで、前記のようなプリンタヘッドの発光素子としては、一般に発光ダイオードなどが用いられている。しかし、これは数千個の発光点を精度良く配列することが極めて困難であるという課題がある。そこで、近年では、発光点が精度良く作り込める有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子）を発光素子とする発光素子アレイを、露光手段として備えた画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、前述したような電子写真方式のラインプリンタでは、通常、プリンタヘッド（ラインヘッド）からの放射光を、セルフォック（登録商標）レンズアレイ（日本板硝子社の商品名；以下、セルフォック（登録商標）レンズをＳＬ、セルフォック（登録商標）レンズアレイをＳＬアレイと記す）を通過させることで感光体ドラム上に結像し、露光する方式が採られている。ＳＬアレイは、円柱状のレンズ素子であり、正立等倍像させるＳＬ素子を多数配列したことにより、広範囲の画像の結像を可能にしたものである。

ところで、ＳＬアレイの作る像は、１本１本のＳＬ素子の作る像が重なりあってできており、ＳＬ素子は、フットボールを半分にしたような光量分布を有している。したがって、ＳＬアレイでは、各ＳＬ素子の配列ピッチに伴ない、周期的な光量むらが生じてしまっている。
しかし、このような周期的な光量むらがあると、前記のプリンタヘッド（ラインヘッド）とＳＬアレイとを組合わせた場合に、ＳＬアレイの光量むらに起因して主走査方向の光強度の均一性が悪化し、露光精度が低下して得られるプリントの品質が損なわれてしまう。

このような背景のもとに、従来、特に端面発光素子とＳＬアレイとを組み合わせた場合に、ＳＬアレイの光量周期ムラをうち消すように、端面発光素子の発光層の厚みを変える技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−１９８４３３号公報 特開平５−３３０１３５号公報

しかしながら、端面発光ではなく、ボトムエミッションタイプやトップエミッションタイプなどの、基板面から発光する一般的なＥＬ素子を備えたプリンタヘッド（ラインヘッド）については、ＳＬアレイの周期的な光量ムラをうち消すような技術が確立されておらず、したがってその提供が望まれている。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、一般的なＥＬ素子を備えたラインヘッドにおいて、ＳＬアレイの周期的な光量ムラをうち消す技術を提供するとともに、このラインヘッドを備えた画像形成装置を提供することにある。

本発明のラインヘッドは、レンズ素子を配列してなるレンズアレイを介して被露光部に光を照射し、露光するようにしたラインヘッドであって、
発光をなす機能層を有し、該機能層から前記レンズアレイに向けて光を出射するようにしたＥＬ素子を、基板上に複数配列して発光素子列を形成してなり、
前記発光素子列は、前記レンズアレイの光量むらを補正するよう、前記レンズアレイの導く光量が少ない部位に対応するＥＬ素子についてはその機能層の発光面積が大となり、前記レンズアレイの導く光量が多い部位に対応するＥＬ素子についてはその機能層の発光面積が小となるように、各ＥＬ素子の発光面積を変えたことを特徴としている。

このラインヘッドによれば、発光素子列を形成するＥＬ素子について、その機能層の発光面積をレンズアレイ（ＳＬアレイ）の部位に対応して変えるようにしたので、レンズアレイの周期的な光量むらをうち消してこれを補正することが可能になり、したがって光量むらに起因する露光むら、さらに印刷むらを防止することが可能になる。

また、前記ラインヘッドにおいては、前記機能層は、光を出射する側が開口を有する絶縁性の隔壁によって覆われており、前記発光面積は、前記開口の面積によって決定されているのが好ましい。
このようにすれば、隔壁の開口を例えばホトリソグラフィー技術やエッチング技術を用いることで精度よく形成することができることから、この開口を精度よく形成することにより、発光面積を精度よくしかも容易に調整することが可能になる。また、隔壁を絶縁性にしているので、機能層においてはこの隔壁で覆われた箇所には電流が流れず、したがって発光する領域、すなわち発光面積を隔壁の開口によって確実に規定することができる。

本発明のラインヘッドの製造方法は、発光をなす機能層を有し、該機能層からレンズ素子を配列してなるレンズアレイに向けて光を出射するようにしたＥＬ素子を、基板上に複数配列して発光素子列を形成し、ラインヘッドを製造する方法であって、
基板上に絶縁性の隔壁層を形成する工程と、
前記隔壁層をパターニングし、形成する各ＥＬ素子領域毎に開口を形成する工程と、
形成する各ＥＬ素子領域に機能層材料を液滴吐出法で配し、前記開口内に臨むようにして機能層を形成する工程と、を備え、
前記開口を形成する工程では、前記レンズアレイの光量むらを補正するよう、前記レンズアレイの導く光量が少ない部位には前記開口の面積を大きくし、前記レンズアレイの導く光量が多い部位には前記開口の面積を小さくすることを特徴としている。

このラインヘッドの製造方法によれば、絶縁性の隔壁層を形成した後、これを例えばホトリソグラフィー技術やエッチング技術でパターニングして開口を形成し、この開口内に臨むように機能層を形成するので、前述したように開口を精度よく形成することにより、機能層において発光する領域となる開口の面積、すなわち発光面積を精度よくしかも容易に調整することが可能になる。したがって、レンズアレイの周期的な光量むらをうち消してこれを補正し、光量むらに起因する露光むら、さらに印刷むらを防止することが可能になる。
また、隔壁層を絶縁性にしているので、機能層はこの隔壁層で覆われた箇所には電流が流れず、したがって発光面積を隔壁層の開口によって確実に規定することができる。さらに、機能層材料を液滴吐出法で配すことによって機能層を形成するようにしているので、ＥＬ素子領域毎に選択的に機能層材料を配すことができ、したがって高価な機能性材料を無駄なく効率的に使用することが可能になり、コストの低減化を図ることができる。

本発明の画像形成装置は、露光手段として、前記のラインヘッドか、あるいは前記の製造方法によって得られたラインヘッドを備えたことを特徴としている。
この画像形成装置によれば、前述したようにラインヘッドが、レンズアレイ（ＳＬアレイ）の部位に対応して、発光素子列を形成するＥＬ素子における機能層の発光面積を変えているので、レンズアレイの周期的な光量むらをうち消してこれを補正することが可能になり、したがって光量むらに起因する露光むら、さらに印刷むらを防止することが可能になる。

以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明のラインヘッドについて説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明のラインヘッドの一実施形態を模式的に示す図であり、図１（ａ）、（ｂ）中符号１はラインヘッドである。このラインヘッド１は、後述する画像形成装置の露光手段として用いられるもので、図１（ａ）に示すように長細い矩形の素子基板２上に、複数の有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子３を配列してなる発光素子列３Ａと、前記有機ＥＬ素子３を駆動させる駆動素子４からなる駆動素子群と、これら駆動素子４（駆動素子群）の駆動を制御する制御回路群５とを一体形成したものである。また、前記素子基板２上には、前記有機ＥＬ素子３を封止した状態で、接着剤によって封止基板（図示せず）が貼着されている。

ここで、発光素子列３Ａを形成する各ＥＬ素子３は、図１（ｂ）に示すように、後述する無機隔壁２５の開口２５ａによって規定されるそれぞれの発光面積（２５ａ）が、後述するＳＬアレイ（レンズアレイ）の光量むらに対応して異なって形成されており、これによって各ＥＬ素子３が出射する光の強度（発光量）も異なっている。例えば、ＳＬアレイの光量むらが平均値に対して±５％となっている場合には、各有機ＥＬ素子３の発光面積を変えることで、出射する光の強度（発光量）を平均値に対して±５％となるようにしている。

なお、図１（ａ）に示したように、駆動素子４には電源線７、８が接続されており、これら電源線７、８を介して電源（図示せず）から駆動素子４に電圧が印加されるようになっている。そして、これら駆動素子４（駆動素子群）、制御回路群５、電源線７、８により、駆動制御手段が構成されている。このような構成のもとに有機ＥＬ素子３は、駆動制御手段によってその発光動作が制御されるようになっている。

ラインヘッド１における有機ＥＬ素子３や駆動素子４等の構成について、図２（ａ）、（ｂ）を参照して詳述する。
素子基板２としては、図２（ａ）に示すように、発光層６０で発光した光を画素電極２３側から出射する、いわゆるボトムエミッション型である場合、素子基板２側から発光光を取り出す構成であるので、透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等が挙げられ、特にガラス基板が好適に用いられる。

また、発光層６０で発光した光を陰極（対向電極）５０側から出射する、いわゆるトップエミッション型である場合には、この素子基板２の対向側である封止基板側から発光光を取り出す構成となるので、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えば、アルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
本実施形態では、ボトムエミッション型が採用され、したがって素子基板２には透明なガラスが用いられるものとする。

素子基板２上には、画素電極２３に接続する駆動用ＴＦＴ１２３（駆動素子４）などを含む回路部１１が形成されており、その上に有機ＥＬ素子３が設けられている。有機ＥＬ素子３は、陽極として機能する画素電極２３と、この画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔輸送層７０と、有機ＥＬ物質からなる発光層６０と、陰極５０とが順に形成されたことによって構成されている。なお、本実施形態では、正孔輸送層７０と発光層６０とにより、本発明の機能層が形成されている。

ここで、有機ＥＬ素子３および駆動用ＴＦＴ１２３（駆動素子４）を図１（ａ）に対応した模式図で示すと、図２（ｂ）に示すようになる。図２（ｂ）において、電源線７は駆動素子４のソース／ドレイン電極に接続し、電源線８は有機ＥＬ素子３の陰極５０に接続している。
そして、このような構成のもとに有機ＥＬ素子３は、図２（ａ）に示すように、正孔輸送層７０から注入された正孔と陰極５０からの電子とが発光層６０で結合することにより、発光をなすようになっている。

また、本発明において各有機ＥＬ素子３は、前述したように、それぞれの発光面積が、後述するＳＬアレイ（レンズアレイ）の光量むらに対応して異なって形成されている。すなわち、本実施形態においては、画素電極２３上にＳｉＯ_２等の親液性の絶縁材料からなる無機隔壁２５（本発明における隔壁）が形成されており、この無機隔壁２５には開口２５ａが形成されている。そして、各有機ＥＬ素子３毎に、この開口２５ａの大きさが予め設定した大きさ、例えば図２（ａ）中においてｌ_１、ｌ_２、ｌ_３で示す大きさに形成されていることにより、図１（ｂ）に示したように発光領域となる開口面積が周期的に変えられているのである。ここで、無機隔壁２５は絶縁材料からなっているので、後述するように前記開口２５ａ内に臨むようにして設けられた機能層においては、この無機隔壁２５で覆われた箇所には電流が流れず、したがって発光する領域、すなわち発光面積は、この無機隔壁２５の開口２５ａによって決定されるようになっている。

陽極として機能する画素電極２３は、特にボトムエミッション型である場合、透明導電材料によって形成され、具体的にはＩＴＯが好適に用いられる。
正孔輸送層７０の形成材料としては、特に３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられる。
なお、正孔輸送層７０の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。

発光層６０を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。なお、本実施形態では、例えば発光波長帯域が赤色に対応した発光層が採用されるが、もちろん、発光波長帯域が緑色や青色に対応した発光層を採用するようにしてもよい。

発光層６０の形成材料として具体的には、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。

陰極５０は、前記発光層６０を覆って形成されたもので、例えばＣａを厚さ２０ｎｍ程度に形成し、その上にＡｌを厚さ２００ｎｍ程度に形成して積層構造の電極とし、Ａｌを反射層としても機能させたものである。
また、この陰極５０上には接着層を介して封止基板（図示せず）が貼着されている。

また、このような有機ＥＬ素子３の下方には、前述したように回路部１１が設けられている。この回路部１１は素子基板２上に形成されたものである。すなわち、素子基板２の表面にはＳｉＯ_２を主体とする下地保護層２８１が下地として形成され、その上にはシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面には、ＳｉＯ_２及び／又はＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２が形成されている。

また、前記シリコン層２４１のうち、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と重なる領域がチャネル領域２４１ａとされている。なお、このゲート電極２４２は、図示しない走査線の一部である。一方、シリコン層２４１を覆い、ゲート電極２４２を形成したゲート絶縁層２８２の表面には、ＳｉＯ_２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成されている。

また、シリコン層２４１のうち、チャネル領域２４１ａのソース側には、低濃度ソース領域２４１ｂおよび高濃度ソース領域２４１Ｓが設けられる一方、チャネル領域２４１ａのドレイン側には低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび高濃度ドレイン領域２４１Ｄが設けられて、いわゆるＬＤＤ（Light Doped Drain ）構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域２４１Ｓは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４３ａを介して、ソース電極２４３に接続されている。このソース電極２４３は、電源線（図示せず）の一部として構成されている。一方、高濃度ドレイン領域２４１Ｄは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４４ａを介して、ソース電極２４３と同一層からなるドレイン電極２４４に接続されている。

ソース電極２４３およびドレイン電極２４４が形成された第１層間絶縁層２８３の上層には、例えばアクリル系の樹脂成分を主体とする平坦化膜２８４が形成されている。この平坦化膜２８４は、アクリル系やポリイミド系等の、耐熱性絶縁性樹脂などによって形成されたもので、駆動用ＴＦＴ１２３（駆動素子４）やソース電極２４３、ドレイン電極２４４などによる表面の凹凸をなくすために形成された公知のものである。

そして、ＩＴＯ等からなる画素電極２３が、この平坦化膜２８４の表面上に形成されるとともに、該平坦化膜２８４に設けられたコンタクトホール２３ａを介してドレイン電極２４４に接続されている。すなわち、画素電極２３は、ドレイン電極２４４を介して、シリコン層２４１の高濃度ドレイン領域２４１Ｄに接続されている。

画素電極２３が形成された平坦化膜２８４の表面には、画素電極２３と、前述した無機隔壁２５とが形成されており、さらに無機隔壁２５上には、有機隔壁２２１が形成されている。そして、画素電極２３上には、無機隔壁２５に形成された前記開口２５ａと、有機隔壁２２１に形成された開口２２１ａとの内部、すなわち画素領域に、前記の正孔輸送層７０と発光層６０とが画素電極２３側からこの順で積層され、これによって機能層が形成されている。

次に、このような構成のラインヘッド１の製造方法の一例を説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、素子基板２の表面に、下地保護層２８１を形成し、さらにこの下地保護層２８１上にポリシリコン層等を形成して、このポリシリコン層等から回路部１１を形成する。
次いで、素子基板２の全面を覆うように画素電極２３となる透明導電膜を、ＩＴＯ等によって形成する。そして、この導電膜をパターニングすることにより、平坦化膜２８４のコンタクトホール２３ａを介してドレイン電極２４４と導通する画素電極２３を形成する。

次いで、画素電極２３上および平坦化膜２８４上に、ＳｉＯ_２等の絶縁材料をＣＶＤ法等で成膜して本発明の隔壁層（図示せず）を形成し、続いて、公知のホトリソグラフィー技術、エッチング技術を用いて隔壁層をパターニングする。これにより、図３（ｂ）に示すように、形成する各有機ＥＬ素子３の画素領域毎に開口２５ａを形成すると同時に、無機隔壁２５を形成する。
ここで、形成する開口２５ａについては、前述したようにＳＬアレイ（レンズアレイ）の光量むらに対応して、各有機ＥＬ素子３毎、すなわち各画素領域毎に異なって形成する。なお、各有機ＥＬ素子３毎の開口２５ａの大きさの違いについては、後述するＳＬアレイについての説明の際に詳述する。

次いで、図３（ｃ）に示すように、無機隔壁２５の所定位置、詳しくは画素領域を囲む位置に樹脂等によって有機隔壁２２１を形成する。
次いで、素子基板２の表面に、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域とを形成する。本実施形態においては、プラズマ処理によって各領域を形成するものとする。具体的には、該プラズマ処理は、予備加熱工程と、有機隔壁２２１の表面および開口２２１ａの壁面ならびに画素電極２３の電極面２３ｃ、無機隔壁２５の表面をそれぞれ親液性にする親液化工程と、有機隔壁２２１の上面および開口２２１ａの壁面を撥液性にする撥液化工程と、冷却工程とで構成する。

すなわち、基材（バンクなどを含む素子基板２）を所定温度、例えば７０〜８０℃程度に加熱し、次いで親液化工程として大気圧下で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ_２プラズマ処理）を行う。次いで、撥液化工程として大気圧下で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ_４プラズマ処理）を行い、その後、プラズマ処理のために加熱された基材を室温まで冷却することで、親液性および撥液性が所定箇所に付与されることとなる。

なお、このＣＦ_４プラズマ処理においては、画素電極２３の電極面２３ｃおよび無機隔壁２５についても多少の影響を受けるが、画素電極２３の材料であるＩＴＯおよび無機隔壁２５の構成材料であるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２などはフッ素に対する親和性に乏しいため、親液化工程で付与された水酸基がフッ素基で置換されることがなく、親液性が保たれる。

次いで、正孔輸送層形成工程によって正孔輸送層７０を形成する。この正孔輸送層形成工程では、液滴吐出法として、特にインクジェット法が好適に採用される。すなわち、このインクジェット法により、正孔輸送層形成材料を電極面２３ｃ上に選択的に配し、これを塗布する。正孔輸送層７０の形成材料としては、例えば前記のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをイソプロピルアルコールなどの極性溶媒に溶解させたものが用いられる。
その後、乾燥処理および熱処理を行い、電極２３上に正孔輸送層７０を形成する。

ここで、このインクジェット法による正孔輸送層７０の形成にあたっては、まず、インクジェットヘッド（図示略）に正孔輸送層形成材料を充填し、インクジェットヘッドの吐出ノズルを無機隔壁２５に形成された前記開口２５ａ内に位置する電極面２３ｃに対向させ、インクジェットヘッドと基材（素子基板２）とを相対移動させながら、吐出ノズルから１滴当たりの液量が制御された液滴を電極面２３ｃに吐出する。次に、吐出後の液滴を乾燥処理し、正孔輸送層材料に含まれる分散媒や溶媒を蒸発させることにより、前述したように正孔輸送層７０を形成する。

このとき、吐出ノズルから吐出された液滴は、親液性処理がなされた電極面２３ｃ上にて広がり、無機隔壁２５の開口２５ａ内に満たされて該開口２５ａ内に臨むようになる。その一方で、撥液処理された有機隔壁２２１の上面では、液滴がはじかれて付着しない。したがって、液滴が所定の吐出位置からずれて、液滴の一部が有機隔壁２２１の表面にかかったとしても、該表面が液滴で濡れることがなく、弾かれた液滴が無機隔壁２５の開口２５ａ内に引き込まれる。
なお、この正孔輸送層形成工程以降では、各種の形成材料や形成した要素の酸化・吸湿を防止すべく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などの不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。

次いで、図４（ａ）に示すように、発光層形成工程による発光層６０の形成を行う。発光層形成工程では、前記の正孔輸送層７０の形成と同様に、液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。すなわち、インクジェット法により、発光層形成材料を正孔輸送層７０上に吐出し、その後、乾燥処理および熱処理を行うことにより、有機隔壁２２１に形成された開口２２１ａ内、すなわち画素領域上に発光層６０を形成する。
以上の正孔輸送層７０の形成工程と発光層６０の形成工程とにより、本発明における機能層を形成することができる。

次いで、図４（ｂ）に示すように、陰極層形成工程によって陰極５０を形成する。この陰極５０については、ＥＬ素子を効率よく発光させるため、電子注入層と導電層のような積層構造を採用するのが一般的であり、例えばアルミニウムなどの金属材料が使用可能である。なお、この陰極５０の形成では、前記正孔輸送層７０や発光層６の形成とは異なり、蒸着法やスパッタ法等で行うため、画素領域にのみ選択的に形成材料を配するのでなく、素子基板２のほぼ全面に形成材料が設けられることになる。そこで、本実施形態では、素子基板２と図示しないメタルマスクを位置合わせして蒸着法やスパッタ法で陰極５０を成膜することにより、図４（ｂ）に示したように基板周辺部に陰極５０が形成されないようにする。

その後、図４（ｃ）に示すように、封止工程によって封止基板３０を接着する。この封止工程では、透明な封止基板３０と素子基板２との間に、透明な接着剤４０を塗布し、気泡が入らないようにして封止基板３０と素子基板２とを貼り合わせる。

次に、このようにして得られたラインヘッド１の使用形態について説明する。
図５は、後述する画像形成装置における、ラインヘッド１の使用形態を示す図である。図５に示すようにラインヘッド１は、本発明におけるレンズアレイとしてのＳＬアレイ３１を介して、本発明における被露光部となる感光体ドラム３２に光を照射し結像して、露光するようにしたものである。ここで、ラインヘッド１とＳＬアレイ３１とについては、これらをヘッドケース（図示せず）に組み付けて一体にしておく。その際、これらの間をアライメントしておき、後述するようにラインヘッド１によってＳＬアレイ３１の周期的な光量むらをうち消してこれを補正するようにしておく。

ＳＬアレイ３１は、図６（ａ）に示すような円柱状のレンズ素子（ＳＬ素子）３１ａを、図６（ｂ）に示すように多数配列したもので、前述したように周期的な光量むらを生じるようになっている。すなわち、１本１本のＳＬ素子（結像素子）３１ａは、図６（ａ）に示したようにフットボールを半分にしたような光量分布を有していることから、これを多数配列したＳＬアレイ３１は、図６（ｂ）に示したように、ＳＬ素子（結像素子）３１ａの配列ピッチに伴う周期的な光量むらを生じているのである。ここで、ＳＬアレイ３１の光量むらΔＥは、以下の式で表される。
ΔＥ＝｛（ｉｍａｘ−ｉｍｉｎ）／ｉｍｉｎ｝×１００（％）
（ｉｍａｘ、ｉｍｉｎは図６（ｂ）参照）

この光量むらΔＥは、隣り合うＳＬ３１ａ、３１ａ間での像の重なり度、およびＳＬアレイ３１が何列構成になっているかで異なるが、図６（ａ）中に示した数式により、その構成から光量むらのピッチを表わすことができる。また、図的には、ＳＬアレイ３１の列方向の位置に対してその透過光量は、図７（ａ）に示すような分布（むら）を有することになる。
なお、例えばＳＬアレイ３１として、日本板硝子製のＳＬアレイ２０を用いるとすれば、このＳＬアレイ３１のレンズ周期、すなわち光量むらの周期は０．５６ｍｍとなる。また、ＳＬアレイ３１が、千鳥状に２列構成として配置されている場合には、レンズ周期（光量むらの周期）は半分、すなわち０．２８ｍｍとなる。

したがって、このようなＳＬアレイ３１に光を照射するラインヘッド１としては、前記のレンズ周期（光量むらの周期）をうち消してこれを補正するように、発光素子列３Ａにおける各有機ＥＬ素子３の開口面積を、周期的に変えるようにする。すなわち、図７（ｂ）に示すように、ＳＬアレイ３１が透過する（導く）光量が少ない部位に対応する有機ＥＬ素子３については、前記無機隔壁２４の開口２５ａの面積を大きくして機能層（正孔注入層７０及び発光層６０）の発光面積を大とし、ＳＬアレイ３１が透過する（導く）光量が多い部位に対応する有機ＥＬ素子３については、前記無機隔壁２４の開口２５ａの面積を小さくして機能層（正孔注入層７０及び発光層６０）の発光面積を小とする。これにより、ラインヘッド１からＳＬアレイ３１に向けて照射される光の強度（発光量）は、前記発光面積と発光量とが比例関係にあることから、図７（ｃ）に示すように図７（ｂ）と同じ曲線となる。

そして、このようにラインヘッド１から照射される光の強度（発光量）が、ＳＬアレイ３１が透過する（導く）光量のむら（光量むら）をうち消すように周期的に変化させられているので、このラインヘッド１から照射され、さらに前記ＳＬアレイ３１を透過した光は、図７（ｄ）に示すように全ての結像位置において均一な光量（結像光量）となる。したがって、前記感光体ドラム３２上にてむらなく良好に結像するようになる。

なお、ＳＬアレイ３１として前記の日本板硝子製のＳＬアレイ２０を用い、ラインヘッド１についてはこのＳＬアレイ３１のレンズ周期（光量むらの周期）である０．５６ｍｍを補正するようにその補正周期を０．５６ｍｍとし、さらに出射する光の強度（発光量）が平均値に対し±５％となるように各有機ＥＬ素子３の発光面積を周期的に変えたものを用いて、感光体ドラム３２上に露光を行い、印刷を行ったところ、その濃度ばらつきは±１％以下であった。また、比較のため、有機ＥＬ素子３の発光面積が一定であるラインヘッドを用いて同様に印刷を行ったところ、濃度ばらつきが±５％程度であった。したがって、本実施形態のラインヘッド１は、ＳＬアレイ３１の光量むらに起因する露光むら、さらに印刷むらを良好に防止し、得られるプリントの品質を向上できることが分かった。

このように、本実施形態のラインヘッド１にあっては、発光素子列３Ａを形成する有機ＥＬ素子３について、その機能層の発光面積をＳＬアレイ３１の部位に対応して変えたので、ＳＬアレイ３１の周期的な光量むらをうち消してこれを補正することができ、これにより光量むらに起因する露光むら、さらに印刷むらを防止し、得られるプリントの品質向上を図ることができる。
なお、前記実施形態のラインヘッド１では、発光素子列３Ａを１列の有機ＥＬ素子３で形成したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば有機ＥＬ素子３を２列にしてこれらを千鳥状に配し、発光素子列３Ａを形成するようにしてもよい。
また、前記実施形態では、本発明のラインヘッド１に形成されるＥＬ素子として、有機ＥＬ素子を用いた例を示したが、これに代えて無機ＥＬ素子を用いてもよいのはもちろんである。

次に、本発明のラインヘッド１が設けられる画像形成装置について説明する。図８は、本発明の画像形成装置の第１の実施形態を示す図であり、図８中符号８０は画像形成装置である。この画像形成装置８０は、本発明のラインヘッドの一例となる有機ＥＬアレイラインヘッド１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光装置にそれぞれ配置したもので、タンデム方式のものとして構成されたものである。

この画像形成装置８０は、駆動ローラ９１と従動ローラ９２とテンションローラ９３とを備え、これら各ローラに中間転写ベルト９０を、図８中矢印方向（反時計方向）に循環駆動するよう張架したものである。この中間転写ベルト９０に対して、感光体ドラム４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが所定間隔で配置されている。これら感光体ドラム４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、その外周面が像担持体としての感光層となっている。

ここで、前記符号中のＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙは、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示している。なお、これら符号（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の意味は、他の部材についても同様である。感光体ドラム４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト９０の駆動と同期して、図８中矢印方向（時計方向）に回転駆動するようになっている。

各感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）によって一様に帯電させられた外周面を感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明の有機ＥＬアレイラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とが設けられている。
ここで、有機ＥＬアレイラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）との間にはＳＬアレイ（図示せず）が配設されており、有機ＥＬアレイラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、前述したようにこのＳＬアレイの光量むらをうち消してこれを補正するよう、その発光素子列３Ａを形成する各有機ＥＬ素子３について、その機能層の発光面積をＳＬアレイの部位に対応して変えたものである。

また、この有機ＥＬアレイラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト９０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とが設けられている。

ここで、各有機ＥＬアレイラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、それぞれのアレイ方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置されている。そして、各有機ＥＬアレイラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エネルギーピーク波長と、感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とが略一致するように設定されている。

現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触させあるいは押圧せしめることにより、感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させ、トナー像として現像するものである。

このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスによって中間転写ベルト９０上に順次一次転写される。そして、中間転写ベルト９０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、さらに定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、その後、排紙ローラ対６２によって装置上部に形成された排紙トレイ６８上に排出される。

なお、図８中の符号６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト９０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６７は二次転写後に中間転写ベルト９０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。

次に、本発明に係る画像形成装置の第２の実施の形態について説明する。図９は４サイクル方式の画像形成装置の縦断側面図である。図９において、画像形成装置１６０には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１、像担持体として機能する感光体ドラム１６５、前記ＳＬアレイ及びラインヘッド（有機ＥＬアレイラインヘッド）が設けられてなる像書込手段（露光手段）１６７、中間転写ベルト１６９、用紙搬送路１７４、定着器の加熱ローラ１７２、給紙トレイ１７８が設けられている。

現像装置１６１は、現像ロータリ１６１ａが軸１６１ｂを中心として矢印Ａ方向に回転するよう構成されたものである。現像ロータリ１６１ａの内部は４分割されており、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色の像形成ユニットが設けられている。１６２ａ〜１６２ｄは、前記４色の各像形成ユニットに配置されており、矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ、１６３ａ〜１６３ｄは、矢印Ｃ方向に回転するトナ−供給ローラである。また、１６４ａ〜１６４ｄはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。

図９中符号１６５は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、１６６は一次転写部材、１６８は帯電器である。また、１６７は本発明における露光手段となる像書込手段であり、本発明のラインヘッドとＳＬアレイとを備えてなるものである。感光体ドラム１６５は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより、現像ローラ１６２ａとは逆の方向となる矢印Ｄ方向に回転駆動されるようになっている。なお、像書込手段１６７を構成するラインヘッドは、これとレンズ素子（図示せず）や感光ドラム１６５との間で位置合わせ（光軸合わせ）がなされた状態に配設されている。

中間転写ベルト１６９は、駆動ローラ１７０ａと従動ローラ１７０ｂとの間に張架されたものである。駆動ローラ１７０ａは、前記感光体ドラム１６５の駆動モータに連結されたもので、中間転写ベルト１６９に動力を伝達するようになっている。すなわち、該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト１６９の駆動ローラ１７０ａは感光体ドラム１６５とは逆の方向となる矢印Ｅ方向に回動するようになっている。

用紙搬送路１７４には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対１７６などが設けられており、用紙が搬送されるようになっている。中間転写ベルト１６９に担持されている片面の画像（トナー像）が、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に転写されるようになっている。二次転写ローラ１７１は、クラッチによって中間転写ベルト１６９に離当接されるようになっており、クラッチオンで中間転写ベルト１６９に当接され、用紙に画像が転写されるようになっている。

上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータＨを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ１７２、加圧ローラ１７３が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢印Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路１７５を矢印Ｇ方向に進行する。１７７は電装品ボックス、１７８は用紙を収納する給紙トレイ、１７９は給紙トレイ１７８の出口に設けられているピックアップローラである。

用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータとしては、例えば低速のブラシレスモータが用いられている。また、中間転写ベルト１６９については、色ずれ補正などが必要となるためステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略した制御手段からの信号によって制御されるようになっている。

図９に示した状態で、イエロー（Ｙ）の静電潜像が感光体ドラム１６５に形成され、現像ローラ１６２ａに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム１６５にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト１６９に担持されると、現像ロータリ１６１ａが矢印Ａ方向に９０度回転する。

中間転写ベルト１６９は１回転して感光体ドラム１６５の位置に戻る。次に、シアン（Ｃ）の２面の画像が感光体ドラム１６５に形成され、この画像が中間転写ベルト１６９に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ１６１の９０度回転、中間転写ベルト１６９への画像担持後の１回転処理が繰り返される。

４色のカラー画像担持には中間転写ベルト１６９は４回転して、その後さらに回転位置が制御されて二次転写ローラ１７１の位置で用紙に画像を転写する。給紙トレー１７８から給紙された用紙を搬送路１７４で搬送し、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対１７６で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ１７１の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング１８０には、排気ファン１８１が設けられている。

このような図８、図９に示した画像形成装置８０、１６０においては、図１に示したような本発明のラインヘッド（有機ＥＬアレイラインヘッド）が露光手段として備えられている。
したがって、これら画像形成装置８０、１６０にあっては、前述したようにＳＬアレイの光量むらに起因する露光むら、さらに印刷むらを防止し、得られるプリントの品質を向上することができる。
なお、本発明のラインヘッドを備えた画像形成装置は前記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。

（ａ）、（ｂ）は本発明のラインヘッドの一実施形態を示す模式図。 （ａ）はラインヘッドの要部側断面図、（ｂ）は模式図。 有機ＥＬ装置の製造方法を工程順に説明する断面図。 図３に続く工程を説明するための断面図。 ラインヘッドの使用形態を説明するための模式図。 （ａ）、（ｂ）はＳＬアレイとその光量むらの説明図。 （ａ）〜（ｄ）は本発明のラインヘッドの作用を説明するためのグラフ。 本発明の画像形成装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。 本発明の画像形成装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。

符号の説明

１…ラインヘッド、２…素子基板、３…有機ＥＬ素子（ＥＬ素子）、
３Ａ…発光素子列、２５…無機隔壁、２５ａ…開口（発光面積）、
３１…ＳＬアレイ（レンズアレイ）、３１ａ…レンズ素子（ＳＬ）、
３２…感光体ドラム（被露光部）、６０…発光層、７０…正孔輸送層、
８０、１６０…画像形成装置

Claims (4)

1. レンズ素子を配列してなるレンズアレイを介して被露光部に光を照射し、露光するようにしたラインヘッドであって、
   発光をなす機能層を有し、該機能層から前記レンズアレイに向けて光を出射するようにしたＥＬ素子を、基板上に複数配列して発光素子列を形成してなり、
   前記発光素子列は、前記レンズアレイの光量むらを補正するよう、前記レンズアレイの導く光量が少ない部位に対応するＥＬ素子についてはその機能層の発光面積が大となり、前記レンズアレイの導く光量が多い部位に対応するＥＬ素子についてはその機能層の発光面積が小となるように、各ＥＬ素子の発光面積を変えたことを特徴とするラインヘッド。
2. 前記機能層は、光を出射する側が開口を有する絶縁性の隔壁によって覆われており、
   前記発光面積は、前記開口の面積によって決定されていることを特徴とする請求項１記載のラインヘッド。
3. 発光をなす機能層を有し、該機能層からレンズ素子を配列してなるレンズアレイに向けて光を出射するようにしたＥＬ素子を、基板上に複数配列して発光素子列を形成し、ラインヘッドを製造する方法であって、
   基板上に絶縁性の隔壁層を形成する工程と、
   前記隔壁層をパターニングし、形成する各ＥＬ素子領域毎に開口を形成する工程と、
   形成する各ＥＬ素子領域に機能層材料を液滴吐出法で配し、前記開口内に臨むようにして機能層を形成する工程と、を備え、
   前記開口を形成する工程では、前記レンズアレイの光量むらを補正するよう、前記レンズアレイの導く光量が少ない部位には前記開口の面積を大きくし、前記レンズアレイの導く光量が多い部位には前記開口の面積を小さくすることを特徴とするラインヘッドの製造方法。
4. 露光手段として、請求項１〜３のいずれか一項に記載のラインヘッドか、あるいは請求項４に記載の製造方法によって得られたラインヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
   
   

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